RU54196U1 - ANALYZER FOR DETERMINING THE TOTAL ANTIOXIDANT ACTIVITY OF OBJECTS - Google Patents
ANALYZER FOR DETERMINING THE TOTAL ANTIOXIDANT ACTIVITY OF OBJECTS Download PDFInfo
- Publication number
- RU54196U1 RU54196U1 RU2005138705/22U RU2005138705U RU54196U1 RU 54196 U1 RU54196 U1 RU 54196U1 RU 2005138705/22 U RU2005138705/22 U RU 2005138705/22U RU 2005138705 U RU2005138705 U RU 2005138705U RU 54196 U1 RU54196 U1 RU 54196U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- analyzer
- antioxidant activity
- unit
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области физической и аналитической химии и может быть применена для определения суммарной антиоксидантной активности биологически активных веществ методом вольтамперометрии с использованием трехэлектродной ячейки. Сущность полезной модели заключается в том, что в основе измерения лежит модельная реакция электровосстановления кислорода, идущая по механизму, аналогичному восстановлению кислорода в тканях и клетках человека и являющийся основным окислительным процессом во всех объектах искусственного и природного происхождения. Анализатор обладает высокой чувствительностью, позволяет в автоматическом режиме проводить измерения, применим для различных объектов пищевой, косметической и фармацевтической промышленности и медицины.The utility model relates to the field of physical and analytical chemistry and can be used to determine the total antioxidant activity of biologically active substances by voltammetry using a three-electrode cell. The essence of the utility model is that the measurement is based on the model reaction of oxygen electroreduction, which proceeds by a mechanism similar to the reduction of oxygen in human tissues and cells and is the main oxidative process in all objects of artificial and natural origin. The analyzer has high sensitivity, allows you to automatically measure, applicable for various objects of food, cosmetic and pharmaceutical industries and medicine.
Description
Полезная модель относится к области аналитического приборостроения. В частности к приборам вольтамперометрического анализа и может быть использована при анализе свойств биологически активных веществ.The utility model relates to the field of analytical instrumentation. In particular, to instruments of voltammetric analysis, it can also be used in the analysis of the properties of biologically active substances.
Известна установка для анализа смесей, содержащая емкость с растворителем, капиллярную трубку, датчик расхода, устройство ввода пробы, хроматографическую колонку, детектор, нармировщик выходного сигнала и устройство регистрации. При протекании элюента через датчик расхода на его выходе вырабатывается выходной сигнал датчика расхода, который определяется расходом элюента через термостатируемую высокоэффективную предколонку датчика расхода и имеет линейную зависимость от расхода элюента. Термостатирование предколонки в таком датчике расхода применяется для исключения зависимости выходного сигнала датчика расхода от изменения температуры окружающей среды (RU 2148824, 10.05.2000)A known installation for analysis of mixtures containing a container with a solvent, a capillary tube, a flow sensor, a sample input device, a chromatographic column, a detector, an output signal raiser and a recording device. When the eluent flows through the flow sensor, an output signal of the flow sensor is generated at its output, which is determined by the flow of the eluent through a thermostatically controlled highly efficient pre-column of the flow sensor and has a linear dependence on the flow of the eluent. Thermostating of the pre-column in such a flow sensor is used to eliminate the dependence of the output signal of the flow sensor on changes in the ambient temperature (RU 2148824, 05/10/2000)
Однако известная установка не предназначена для измерения суммарной антиоксидантной активности биологически активных веществ.However, the known installation is not intended to measure the total antioxidant activity of biologically active substances.
Описана установка для определения суммарной антиоксидантной активности биологически активных веществ путем их электрохимического окисления, которая содержит емкость для растворителя, насос, дозатор, выполненный в Сиде многоходового крана, связанного с выходом насоса, с устройством ввода анализируемого вещества и с термостатированной электрохимической ячейки амперометрического детектора, усилитель электрического сигнала, аналого-цифровой преобразователь и устройство регистрации выходного сигнала, установка содержит амперометрический детектор, а электрохимическая ячейка не содержит электрода сравнения (RU 2238555 С1 25.07.2003).A setup is described for determining the total antioxidant activity of biologically active substances by their electrochemical oxidation, which contains a solvent tank, a pump, a dispenser, made in Side of a multi-way valve connected to the pump outlet, with an analyte input device and from a thermostated electrochemical cell of an amperometric detector, an amplifier an electric signal, an analog-to-digital converter and an output signal recording device, the installation contains amperometric detector, and the electrochemical cell does not contain a reference electrode (RU 2238555 C1 07.25.2003).
Основным недостатком данного устройства является сложное и дорогое оборудование не всегда оправданное для проведения рутинных анализов.The main disadvantage of this device is the complex and expensive equipment is not always justified for routine analyzes.
Известна установка для определения антиоксидантной активности препаратов, содержащая термостатируемую емкость с субстратом окисления - полиненасыщенными жирными кислотами кукурузного масла, куда вводят антиоксидантный препарат и воздействуют индикаторами окисления, емкость соединена со спектрофотометром или с хемилюминесцентным прибором, снабженным специализированной компьютерной A known installation for determining the antioxidant activity of preparations containing a thermostatically controlled container with an oxidation substrate - polyunsaturated fatty acids of corn oil, where an antioxidant preparation is introduced and exposed to oxidation indicators, the container is connected to a spectrophotometer or to a chemiluminescent device equipped with a specialized computer
программой, при этом антиокислительная активность обратно пропорциональна уровню продуктов перекисного окисления липидов. Установка позволяет стандартизировать оценку результатов, а также использовать доступный субстрат окисления (RU 2182706 20.05.2002)program, while antioxidant activity is inversely proportional to the level of lipid peroxidation products. The installation allows you to standardize the evaluation of the results, as well as use an available oxidation substrate (RU 2182706 05/20/2002)
Данная установка не может быть использована для измерения суммарной антиоксидантной активности биологически активных веществ, она пригодна только для анализа индивидуальных веществ.This setup cannot be used to measure the total antioxidant activity of biologically active substances, it is suitable only for the analysis of individual substances.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вольтамперометрическому анализатору является вольамперометрический анализатор «ТА2» (RU 2129713 С1 27.04.1999) вольтамперометрический анализатор содержит блок формирования поляризующего напряжения, подключенный к электрохимической ячейке с электродами, индикаторный электрод, который соединен механически с выходом устройства перемешивания раствора электрохимической ячейки и электрически с входом измерительной схемы, подключенной соответственно к входу и выходу блока управления и вывода данных. Вольтамперометрический анализатор характеризуется тем, что в него введено устройство дезактивации мешающих анализу растворенных веществ, связанное с одной электрохимической ячейкой и образующее с ней единый блок электрохимического датчика, управляемый сигналами с блока управления и вывода данных. Устройство для перемешивания раствора электрохимической ячейки.The closest in technical essence to the proposed voltammetric analyzer is the voltammetric analyzer "TA2" (RU 2129713 C1 04/27/1999), the voltammetric analyzer contains a polarizing voltage generating unit connected to an electrochemical cell with electrodes, an indicator electrode, which is connected mechanically to the output of the electrochemical solution mixing device cells and electrically with the input of the measuring circuit connected respectively to the input and output of the control unit and you data water. The voltammetric analyzer is characterized in that a deactivation device for interfering with the analysis of dissolved substances is introduced into it, connected to one electrochemical cell and forming with it a single unit of the electrochemical sensor, controlled by signals from the control and data output unit. Device for mixing a solution of an electrochemical cell.
Однако данный прибор предназначен для определения концентраций любых элементов, определяемых методом вольтамперометрии. С этой целью в него введены дополнительные схемы, хотя и позволяющие повысить уровень аналитического сигнала при определении некоторых элементов (УФ облучение, барботаж инертным газом, озонироание), но далеко не востребованы (особенно при проведении массовых рутинных анализов). При этом цена анализов существенно возрастает. Кроме того, универсальные анализаторы работают только под управлением персонального компьютера, что существенно облегчает работу оператора, но полностью автоматизации обработки аналитического сигнала при этом достичь не удается из-за трудности создания единого алгоритма обработки множества различных аналитических сигналов, поэтому вмешательство квалифицированного химика-аналитика на этих этапах необходимо.However, this device is designed to determine the concentrations of any elements determined by voltammetry. For this purpose, additional schemes have been introduced into it, although they allow one to increase the level of the analytical signal when determining certain elements (UV irradiation, inert gas sparging, ozonation), but they are far from being demanded (especially during mass routine analyzes). At the same time, the price of analyzes increases significantly. In addition, universal analyzers work only under the control of a personal computer, which greatly facilitates the work of the operator, but it is not possible to fully automate the processing of the analytical signal because of the difficulty in creating a single algorithm for processing many different analytical signals, therefore, the intervention of a qualified analytical chemist on these stages needed.
Задачей данной полезной модели является создание экспрессного простого в экспериментальном отношении, дешевого вольтамперометрического прибора, The objective of this utility model is to create an express, experimentally simple, cheap voltammetric device,
рассчитанного на определение суммарной антиоксидантной активности биологически активных веществ, процедура обработки аналитического сигнала и расчета концентраций полностью автоматическая и не требует вмешательства оператора.designed to determine the total antioxidant activity of biologically active substances, the procedure for processing the analytical signal and calculating concentrations is fully automatic and does not require operator intervention.
Поставленная задача решается тем, что вольтамперометрический анализатор для определения суммарной антиоксидантной активности биологически активных веществ содержит блок управления и вывода данных, блок формирования поляризующего напряжения, электрохимическую ячейку с электродами, схему измерительного преобразователя. Блок управления содержит персональный компьютер, подключенный к микроконтроллеру, связанному с цифроаналоговым преобразователем (ЦАП) и аналого-цифровым преобразователем (АЦП). Электрохимическая ячейка содержит три электрода: рабочий электрод ртутно-пленочный, вспомогательный и сравнения - хлоридсеребряные.The problem is solved in that the voltammetric analyzer for determining the total antioxidant activity of biologically active substances contains a control and data output unit, a unit for generating polarizing voltage, an electrochemical cell with electrodes, a measuring transducer circuit. The control unit contains a personal computer connected to a microcontroller associated with a digital-to-analog converter (DAC) and an analog-to-digital converter (ADC). The electrochemical cell contains three electrodes: the working electrode is a mercury-film electrode, the auxiliary one and comparisons are silver chloride.
На фиг.1 представлена принципиальная схема полезной модели:Figure 1 presents a schematic diagram of a utility model:
1. персональный компьютер1. personal computer
2. микроконтроллер2. microcontroller
3. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)3. An analog-to-digital converter (ADC)
4. Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП)4. Digital-to-analog converter (DAC)
5. Потенциостат5. Potentiostat
6. Вспомогательный электрод6. Auxiliary electrode
7. Электрод сравнения7. The reference electrode
8. Рабочий электрод8. Working electrode
9. Электрохимическая ячейка9. Electrochemical cell
10. Измерительный преобразователь10. Transmitter
11. Магнитная мешалка11. Magnetic stirrer
Вольтамперометрический анализатор содержит блок управления и вывода данных, который включает в себя персональный компьютер 1, подключенный через микроконтроллер 2, выход которого связан с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 3 и цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП) 4. ЦАП является выходом блока управления и вывода данных, а вход АЦП 3 является входом блока управления и вывода данных. Выход ЦАП связан с блоком формирования поляризующего напряжения, содержащим потенциостат 5, неинвертирующий вход которого служит входом блока формирования поляризующего напряжения, а выход подключен к вспомогательному электроду 6. При этом инвертирующий вход потенциостата 5 подключен к электроду The voltammetric analyzer contains a control and data output unit, which includes a personal computer 1 connected via a microcontroller 2, the output of which is connected to an analog-to-digital converter (ADC) 3 and a digital-to-analog converter (DAC) 4. The DAC is the output of the control unit and data output, and the input of the ADC 3 is the input of the control unit and data output. The output of the DAC is connected to the polarizing voltage generating unit containing a potentiostat 5, the non-inverting input of which serves as the input to the polarizing voltage generating unit, and the output is connected to the auxiliary electrode 6. In this case, the inverting input of the potentiostat 5 is connected to the electrode
сравнения 7 электрохимической ячейки. Рабочий электрод 8 электрохимической ячейки 9 соединен с входом в схему измерительного преобразователя 10, выход и управляющий вход, которой подключены соответственно к выходу блока управления и вывода данных, выходы которого связаны с магнитной мешалкой 11.comparing 7 electrochemical cells. The working electrode 8 of the electrochemical cell 9 is connected to the input to the circuit of the measuring transducer 10, the output and the control input, which are connected respectively to the output of the control unit and data output, the outputs of which are connected with a magnetic stirrer 11.
Анализатор для определения суммарной антиоксидантной активности объектов, изображенный на фиг.1 работает следующим образом.The analyzer for determining the total antioxidant activity of objects depicted in figure 1 works as follows.
Рассмотрим работу анализатора на примере определения антиоксидантной активности аскорбиновой кислоты с концентрацией равной 0,0001 г/мл и рутинаConsider the work of the analyzer on the example of determining the antioxidant activity of ascorbic acid with a concentration of 0.0001 g / ml and rutin
В ячейку, выполненную в виде стаканчиков из оптически прозрачного кварца (25 мл), заливается 10 мл фонового раствора на основе выбранного растворителя и устанавливается в ячейку анализатора.In a cell made in the form of cups of optically transparent quartz (25 ml), 10 ml of a background solution based on the selected solvent is poured and installed in the analyzer cell.
В подготовленную ячейку опускаются три электрода: рабочий - ртутно-пленочный 8, электрод сравнения 7 и вспомогательный - хлорид серебряные 6.Three electrodes are lowered into the prepared cell: working - mercury-film 8, reference electrode 7 and auxiliary - silver chloride 6.
С персонального компьютера 1 в микроконтроллер 2 загружается соответствующая программа по определению антиоксидантной активности объектов.From the personal computer 1, the corresponding program for determining the antioxidant activity of objects is loaded into the microcontroller 2.
Сначала производится процесс снятия вольтамперограмм тока электровосстановления кислорода (ЭВ О2) (I0) в отсутствии антиоксиданта в растворе (в закладке «Фоновый электролит»). Процесс представлен следующим образом. Раствор перемешивается в течение 10 секунд, затем он выдерживается 20 секунд в спокойном состоянии. После чего на электроды начинает подаваться линейно меняющееся напряжение в диапазоне: от 0 В до - 1 В в течение времени 40 секунд. Процесс регистрации повторяется 6 раз. Прибор фиксирует волну ЭВ O2 (I0), автоматически оцифровывает ее, находит максимум тока ЭВ O2 и потенциал, при котором наблюдается максимум тока ЭВ O2.First, the process of taking voltammograms of the current of oxygen electroreduction (EV O 2 ) (I 0 ) in the absence of an antioxidant in the solution (in the "Background electrolyte" tab) is performed. The process is presented as follows. The solution is mixed for 10 seconds, then it is kept for 20 seconds in a calm state. After that, a linearly varying voltage begins to be applied to the electrodes in the range: from 0 V to - 1 V for a time of 40 seconds. The registration process is repeated 6 times. The device captures the wave of the OV O 2 (I 0 ), automatically digitizes it, finds the maximum current of the OV O 2 and the potential at which the maximum of the current of the OV O 2 is observed.
Программа усредняет полученные вольамперограммы тока ЭВ O2 (I0) и выводит на лист отображения среднюю кривую. На панели приводятся данные о величине потенциала пика тока и максимальном значении тока ЭВ O2 в отсутствии антиоксиданта в растворе.The program averages the obtained voltammograms of the current of the electromagnetic field O 2 (I 0 ) and displays the average curve on the display sheet. The panel provides data on the magnitude of the potential of the current peak and the maximum value of the current of the electromagnetic field O 2 in the absence of antioxidant in the solution.
В ячейку добавляется раствор с антиоксидантом 0,1 мл, и запускается процесс снятия вольтамперограмм тока ЭВ O2 (I) при добавлении антиоксиданта в раствор. Ячейка включается при потенциале максимального тока ЭВ O2 (I°) в отсутствии антиоксиданта в A solution with an antioxidant of 0.1 ml is added to the cell, and the process of taking voltammograms of the current of OV 2 (I) current is started when an antioxidant is added to the solution. The cell turns on at the potential of the maximum current of the electric field O 2 (I °) in the absence of an antioxidant in
растворе. Раствор выдерживается в таком состоянии 180 секунд. Затем снова осуществляется съемка волны ЭВ O2 (I). Процесс регистрации повторяется 6 раз. Прибор фиксирует волну ЭВ O2 (I), автоматически оцифровывает ее, находит максимум тока ЭВ O2.solution. The solution is kept in this state for 180 seconds. Then again the waveform of the EV 2 (I) waveform is taken. The registration process is repeated 6 times. The device captures the wave OV O 2 (I), automatically digitizes it, finds the maximum current OV O 2 .
Производится расчет критериев, задав необходимые параметры. В компьютерном варианте строится график зависимости l-I/I° относительно времени проведения эксперимента t, который отображается в листе отображения. Данный график обрабатывается методом наименьших квадратов и находится тангенс угла наклона этого графика. - d(l-I/I°)/dt.Criteria are calculated by setting the necessary parameters. In the computer version, a graph of l-I / I ° is plotted against the time t of the experiment, which is displayed in the display sheet. This graph is processed by the least squares method and the slope of this graph is found. - d (l-I / I °) / dt.
К - кинетический критерий отражает количество активных кислородных радикалов, прореагировавших с антиоксидантом (или суммарным содержанием антиоксидантов) за минуту времени. Размерность: мкмоль/л•мин.K - kinetic criterion reflects the amount of active oxygen radicals that have reacted with an antioxidant (or total antioxidant content) per minute of time. Dimension: micromol / l • min.
Формула:Formula:
K=C°O2•(l-I/I°)/t,K = C ° O2 • (lI / I °) / t,
где I - ток электровосстановления кислорода в присутствии антиоксиданта в растворе, мкА, I°- ток электровосстановления кислорода в отсутствии антиоксиданта в растворе, мкА, С°O2 - исходная концентрация кислорода в растворе (значения приведены в таблице, см. приложение), мкг/л, t - время протекания реакции антиоксиданта с активными кислородными радикалами, мин.where I is the current of oxygen electroreduction in the presence of an antioxidant in a solution, μA, I ° is the current of oxygen electroreduction in the absence of an antioxidant in a solution, μA, C ° O2 is the initial oxygen concentration in a solution (values are given in the table, see the appendix), μg / l, t is the reaction time of the antioxidant with active oxygen radicals, min.
K* - преобразованный кинетический критерий антиоксидантной активности по отношению к стандартному антиоксиданту: отражает количество поглощенных активных кислородных радикалов при взаимодействии с антиоксидантом за фиксированное время по отношению к стандарту. Размерность: безразмерная величина.K * is the transformed kinetic criterion of antioxidant activity in relation to a standard antioxidant: it reflects the amount of absorbed active oxygen radicals when interacting with an antioxidant for a fixed time in relation to the standard. Dimension: dimensionless quantity.
Формула:Formula:
К*=К/Кст.K * = K / K Art .
где К - значение кинетического критерия для исследуемого образца,where K is the value of the kinetic criterion for the test sample,
Кст - значение кинетического критерия для вещества, выбранного в качестве стандарта (в данном случае значения рассчитывались относительно дегидрокверцетина)To article - the value of the kinetic criterion for a substance selected as a standard (in this case, the values were calculated relative to dehydroquercetin)
IC50% критерий, показывающий при какой концентрации происходит 50%-ое ингибированиеэлектровосстановления кислорода в присутствии антиоксиданта. Размерность: мкмоль/л.IC 50% criterion showing at what concentration 50% inhibition of electroreduction of oxygen occurs in the presence of an antioxidant. Dimension: μmol / L.
Рассчитанные данные приведены в таблице 1.The calculated data are shown in table 1.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138705/22U RU54196U1 (en) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | ANALYZER FOR DETERMINING THE TOTAL ANTIOXIDANT ACTIVITY OF OBJECTS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138705/22U RU54196U1 (en) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | ANALYZER FOR DETERMINING THE TOTAL ANTIOXIDANT ACTIVITY OF OBJECTS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU54196U1 true RU54196U1 (en) | 2006-06-10 |
Family
ID=36713423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005138705/22U RU54196U1 (en) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | ANALYZER FOR DETERMINING THE TOTAL ANTIOXIDANT ACTIVITY OF OBJECTS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU54196U1 (en) |
-
2005
- 2005-12-12 RU RU2005138705/22U patent/RU54196U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI449905B (en) | Underfill detection system for a biosensor | |
TWI468679B (en) | Method for determining concentration of analyte in sample, and handheld measurement device and biosensor system using said method | |
RU2577711C2 (en) | Slope-based compensation comprising secondary output signals | |
US20070264721A1 (en) | System and method for analyte measurement using a nonlinear sample response | |
Milardovic et al. | Use of DPPH⋅| DPPH redox couple for biamperometric determination of antioxidant activity | |
JP6539369B2 (en) | Normalized calibration of analyte concentration determination | |
JP2015155919A (en) | Biosensor systems with signal adjustment | |
Kesner et al. | Automatic Determination of Weak Organic Acids by Means of Partition Column Chromatography and Indicator Titration. | |
De Souza et al. | The use of a gold disc microelectrode for the determination of copper in human sweat | |
CN110823970A (en) | Electrochemical detection method for rapidly determining content of L-cystine in acidic solution | |
RU54196U1 (en) | ANALYZER FOR DETERMINING THE TOTAL ANTIOXIDANT ACTIVITY OF OBJECTS | |
Dong et al. | Simultaneous determination of antioxidants at a chemically modified electrode with vitamin B12 by capillary zone electrophoresis coupled with amperometric detection | |
RU92539U1 (en) | ANALYZER FOR DETERMINING THE TOTAL ANTIOXIDANT ACTIVITY OF BIOLOGICAL OBJECTS | |
RU2356050C1 (en) | Method of total antioxidant effect definition for bioactive substances | |
RU2224997C1 (en) | Volt-ampere method determining summary activity of antioxidants | |
Fiedler | A coulometric method for the determination of low peroxide values of fats and oils | |
Chang et al. | Simultaneous voltammetric determination of ascorbic acid and its derivatives in cosmetics using epoxy-carbon composite electrodes | |
Tuzhi et al. | Voltammetric measurement of haloperidol following adsorptive accumulation at glassy-carbon electrodes | |
EP3001193A1 (en) | System for characterisation of pure and ultrapure water | |
Motsegood et al. | Detection of acetone on human breath using cyclic voltammetry | |
JPH09318634A (en) | Measuring method for glucose concentration | |
JP2020085890A (en) | Method of measuring trace amount of fipronil using electrochemical sensor by carboxy nanosheet @ carboxylated graphite composite film | |
RU2322665C2 (en) | Method of determining concentration of b6 vitamin in biology-active ingredients | |
RU199906U1 (en) | ELECTROCHEMICAL SENSOR FOR MEASURING ANTIOXIDANT ACTIVITY OF SUBSTANCES | |
Villar et al. | Determination of mitoxantrone by flow injection analysis using an amperometric detector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20091213 |